Microsoft ha presentato Majorana 2, la seconda generazione della propria piattaforma hardware per il calcolo quantistico basata su qubit topologici, annunciando contestualmente una roadmap che punta alla realizzazione di sistemi quantistici commerciali entro il 2029. Il nuovo processore rappresenta un’evoluzione significativa rispetto a Majorana 1 e introduce modifiche sostanziali sia nell’architettura dei materiali sia nelle tecniche di progettazione impiegate durante lo sviluppo.
Uno degli aspetti più rilevanti del progetto riguarda l’utilizzo della piattaforma Microsoft Discovery, un sistema basato sull’intelligenza artificiale impiegato per accelerare la ricerca scientifica e l’ingegnerizzazione dei materiali. Secondo l’azienda, l’AI ha consentito di analizzare rapidamente combinazioni di materiali e processi produttivi che sarebbero stati difficili da individuare attraverso i tradizionali metodi sperimentali, contribuendo direttamente alla progettazione del nuovo chip.
La principale innovazione introdotta da Majorana 2 riguarda la struttura fisica utilizzata per la realizzazione dei qubit topologici. Microsoft ha sostituito l’alluminio impiegato nella generazione precedente con il piombo come materiale superconduttore, modificando contemporaneamente la regione semiconduttrice del dispositivo attraverso una combinazione di arseniuro di indio (InAs) e antimoniuro di arseniuro di indio (InAsSb). Questa configurazione è stata progettata per generare stati topologici più robusti e stabili, migliorando la capacità del sistema di conservare informazioni quantistiche in presenza di disturbi esterni.
Secondo Microsoft, la nuova struttura consente di più che raddoppiare il cosiddetto gap topologico rispetto alla generazione precedente. Questo parametro rappresenta una delle caratteristiche fondamentali per la protezione dei qubit dagli errori causati dal rumore ambientale e da fenomeni esterni come radiazioni e raggi cosmici. L’obiettivo è ridurre la fragilità che da sempre rappresenta uno dei principali ostacoli allo sviluppo di computer quantistici affidabili e scalabili.
I risultati comunicati dall’azienda mostrano un miglioramento significativo nella durata operativa dei qubit. Se Majorana 1 raggiungeva tempi di coerenza compresi tra 1 e 12 millisecondi, Majorana 2 avrebbe portato tale valore a oltre 20 secondi in media, con alcuni qubit rimasti stabili per più di un minuto. Microsoft afferma che il miglioramento della stabilità supera le mille volte rispetto alla generazione precedente, un progresso che potrebbe avere un impatto diretto sulla possibilità di eseguire algoritmi quantistici complessi senza continue correzioni degli errori.
Anche il numero di qubit disponibili sul processore è stato incrementato, passando da 8 a 12. Tuttavia, Microsoft sottolinea che il risultato più importante non è l’aumento quantitativo, bensì il miglioramento della qualità dei singoli qubit e della loro capacità di mantenere stati quantistici stabili per periodi significativamente più lunghi. Nel settore del quantum computing, infatti, la qualità e l’affidabilità dei qubit sono considerate più determinanti del semplice numero di unità disponibili.
Lo sviluppo del nuovo processore ha richiesto la risoluzione di importanti sfide produttive. L’integrazione del piombo nei processi di fabbricazione dei semiconduttori è tradizionalmente considerata complessa a causa delle caratteristiche chimiche del materiale e delle difficoltà di compatibilità con le tecnologie produttive esistenti. Microsoft attribuisce all’utilizzo di Discovery AI un ruolo fondamentale nell’identificazione di nuove combinazioni di materiali e metodologie di lavorazione che hanno reso possibile l’impiego del piombo all’interno della piattaforma.
Sulla base dei risultati ottenuti con Majorana 2, Microsoft ha aggiornato la propria strategia di sviluppo, indicando il 2029 come anno di riferimento per la disponibilità di computer quantistici commerciali. L’azienda ritiene che i recenti progressi abbiano ridotto sensibilmente i tempi necessari per raggiungere sistemi quantistici pratici e scalabili, collocando il traguardo in una finestra temporale più definita rispetto alle precedenti dichiarazioni.
L’annuncio si inserisce in un contesto caratterizzato da una crescente competizione internazionale nel settore del quantum computing. Aziende come IBM, Google e Amazon, insieme a numerosi istituti di ricerca pubblici e privati, stanno investendo nello sviluppo di piattaforme destinate ad applicazioni avanzate nei campi della chimica, della scoperta di farmaci, della simulazione dei materiali e della sicurezza informatica.
Rimane tuttavia aperto il dibattito scientifico sull’approccio adottato da Microsoft. L’architettura Majorana si basa infatti sui cosiddetti Modi Zero di Majorana, quasiparticelle teoriche previste dal fisico italiano Ettore Majorana e considerate il fondamento dei qubit topologici sviluppati dall’azienda. Una parte della comunità scientifica continua a richiedere ulteriori verifiche indipendenti e risultati riproducibili che confermino in modo definitivo le osservazioni dichiarate da Microsoft. L’azienda sostiene che il proprio lavoro sia sottoposto a controlli continui nell’ambito dei programmi di valutazione della DARPA statunitense, attraverso un processo di verifica tecnica che coinvolge regolarmente esperti esterni del settore quantistico.